اثرات آب و هوا بر کشاورزی و تامین مواد غذایی
تاثیرات تغییر آب و هوا
اثرات آب و هوا بر کشاورزی و تامین مواد غذایی
در این صفحه:
بررسی اجمالی
کشاورزی بخش مهمی از اقتصاد ایالات متحده است. محصولات زراعی، دام و غذاهای دریایی تولید شده در ایالات متحده سالانه بیش از 300 میلیارد دلار به اقتصاد کمک می کند. [1] هنگامی که خدمات غذایی و سایر صنایع مرتبط با کشاورزی را شامل می شود، بخش کشاورزی و غذا بیش از 750 میلیارد دلار به تولید ناخالص داخلی کمک می کند. [2]
کشاورزی و شیلات به شدت به آب و هوا وابسته است. افزایش دما و دی اکسید کربن (CO2) می تواند برخی از محصولات را در برخی نقاط افزایش دهد. اما برای درک این مزایا، سطوح مواد مغذی، رطوبت خاک، در دسترس بودن آب و سایر شرایط نیز باید رعایت شود. تغییرات در فراوانی و شدت خشکسالی و سیل می تواند چالش هایی را برای کشاورزان و دامداران ایجاد کند و ایمنی مواد غذایی را تهدید کند. [3] در همین حال، دمای آب گرمتر احتمالاً باعث میشود محدوده زیستگاه بسیاری از گونههای ماهی و صدف تغییر کند که میتواند اکوسیستم را مختل کند.. به طور کلی، تغییرات آب و هوایی میتواند رشد محصولات کشاورزی، پرورش حیوانات و صید ماهی را به همان روشها و مکانهایی که در گذشته انجام دادهایم دشوارتر کند. اثرات تغییرات آب و هوایی نیز باید در کنار سایر عوامل در حال تحولی که بر تولیدات کشاورزی تأثیر میگذارند، مانند تغییرات در شیوههای کشاورزی و فناوری در نظر گرفته شود.
اثرات بر محصولات زراعی
علیرغم پیشرفت های تکنولوژیکی که عملکرد ذرت را افزایش می دهد، رویدادهای شدید آب و هوایی باعث کاهش قابل توجه عملکرد در برخی سال ها شده است. منبع: USGCRP (2009)
برای مشاهده نسخه بزرگتر روی تصویر کلیک کنید.
محصولات کشت شده در ایالات متحده برای تامین غذا در اینجا و در سراسر جهان حیاتی هستند. مزارع ایالات متحده تقریباً 25٪ از تمام غلات (مانند گندم، ذرت و برنج) را در بازار جهانی تامین می کنند. [4] تغییرات دما، دی اکسید کربن اتمسفر (CO 2 ) و فراوانی و شدت آب و هوای شدید می تواند تأثیرات قابل توجهی بر عملکرد محصول داشته باشد.
برای هر محصول خاص، اثر افزایش دما به دمای بهینه محصول برای رشد و تولید مثل بستگی دارد. [1] در برخی مناطق، گرم شدن ممکن است برای انواع محصولاتی که معمولاً در آنجا کاشته میشوند مفید باشد، یا به کشاورزان اجازه دهد به محصولاتی که در حال حاضر در مناطق گرمتر کشت میشوند، روی آورند. برعکس، اگر دمای بالاتر از دمای بهینه یک محصول بیشتر شود، عملکرد کاهش می یابد.
- سطوح بالاتر CO 2 می تواند بر عملکرد محصول تأثیر بگذارد. برخی از آزمایشهای آزمایشگاهی نشان میدهند که افزایش سطح CO 2 میتواند رشد گیاه را افزایش دهد. با این حال، عوامل دیگر، مانند تغییر دما، ازن، و محدودیت های آب و مواد مغذی، ممکن است این افزایش بالقوه در عملکرد را خنثی کند. به عنوان مثال، اگر دما از سطح بهینه یک محصول بیشتر شود، اگر آب و مواد مغذی کافی در دسترس نباشد، افزایش عملکرد ممکن است کاهش یابد یا معکوس شود. افزایش CO 2 با کاهش محتوای پروتئین و نیتروژن در گیاهان یونجه و سویا همراه بوده و منجر به کاهش کیفیت می شود. کاهش کیفیت غلات و علوفه می تواند توانایی مرتع و مرتع را برای حمایت از دام های چرا کاهش دهد. [1]
- دما و بارندگی شدیدتر می تواند از رشد محصولات جلوگیری کند. حوادث شدید، به ویژه سیل و خشکسالی، می تواند به محصولات زراعی آسیب برساند و عملکرد را کاهش دهد. به عنوان مثال، در سالهای 2010 و 2012، دمای بالای شب بر عملکرد ذرت در سراسر کمربند ذرت ایالات متحده تأثیر گذاشت و جوانه زدن زودرس به دلیل زمستان گرم باعث ضرر 220 میلیون دلاری گیلاس میشیگان در سال 2012 شد. [1]
- مقابله با خشکسالی می تواند در مناطقی که افزایش دمای تابستان باعث خشک شدن خاک می شود به چالش تبدیل شود. اگرچه ممکن است افزایش آبیاری در برخی مکانها امکانپذیر باشد، اما در مکانهای دیگر ممکن است منابع آب نیز کاهش یابد و در صورت نیاز، آب کمتری برای آبیاری در دسترس باقی بماند.
- بسیاری از علف های هرز، آفات و قارچ ها در دماهای گرم تر، آب و هوای مرطوب تر و افزایش سطح CO 2 رشد می کنند. در حال حاضر، کشاورزان ایالات متحده بیش از 11 میلیارد دلار در سال برای مبارزه با علفهای هرز هزینه میکنند که با محصولات کشاورزی از نظر نور، آب و مواد مغذی رقابت میکنند. [1] دامنه و توزیع علف های هرز و آفات احتمالاً با تغییرات آب و هوایی افزایش می یابد. این می تواند مشکلات جدیدی را برای محصولات کشاورزانی که قبلاً در معرض این گونه ها قرار نگرفته اند ایجاد کند.
- اگرچه افزایش CO 2 می تواند رشد گیاه را تحریک کند، اما ارزش غذایی بیشتر محصولات غذایی را کاهش می دهد. افزایش سطح دی اکسید کربن اتمسفر باعث کاهش غلظت پروتئین و مواد معدنی ضروری در اکثر گونه های گیاهی از جمله گندم، سویا و برنج می شود. این اثر مستقیم افزایش CO 2 بر ارزش غذایی محصولات، یک تهدید بالقوه برای سلامت انسان است. به دلیل افزایش فشار آفات و کاهش کارایی آفت کش ها، سلامت انسان نیز با افزایش استفاده از آفت کش ها تهدید می شود. [3]
اثرات بر دام
مکان های دامداری در قاره ایالات متحده. منبع: USGCRP (2016)
برای مشاهده نسخه بزرگتر روی تصویر کلیک کنید.آمریکایی ها سالانه بیش از 36 میلیون تن گوشت و مرغ مصرف می کنند. [4] دام و طیور بیش از نیمی از درآمدهای نقدی کشاورزی ایالات متحده را تشکیل می دهند که اغلب بیش از 100 میلیارد دلار در سال است. [5] تغییرات آب و هوا می تواند به طور مستقیم و غیرمستقیم بر حیوانات تأثیر بگذارد.
- امواج گرما، که پیش بینی می شود تحت تغییرات آب و هوایی افزایش یابد، می تواند مستقیما دام ها را تهدید کند. در سال 2011، قرار گرفتن در معرض رویدادهای دمای بالا بیش از یک میلیارد دلار خسارت ناشی از گرما را به تولیدکنندگان کشاورزی وارد کرد. [1] استرس گرمایی به طور مستقیم و غیرمستقیم بر حیوانات تأثیر می گذارد. با گذشت زمان، استرس گرمایی می تواند آسیب پذیری در برابر بیماری ها را افزایش دهد، باروری را کاهش دهد و تولید شیر را کاهش دهد.
- خشکسالی ممکن است مراتع و منابع خوراک را تهدید کند. خشکسالی باعث کاهش علوفه با کیفیت در دسترس دام های چرا می شود. برخی از مناطق ممکن است خشکسالی های طولانی تر و شدیدتری را تجربه کنند که ناشی از دمای بالاتر تابستان و کاهش بارندگی است. برای حیواناتی که به غلات متکی هستند، تغییرات در تولید محصول به دلیل خشکسالی نیز می تواند مشکل ساز شود.
- تغییرات آب و هوایی ممکن است شیوع انگل ها و بیماری هایی را که دام ها را تحت تاثیر قرار می دهند افزایش دهد. شروع زودتر بهار و زمستانهای گرمتر میتواند به برخی از انگلها و پاتوژنها اجازه دهد راحتتر زنده بمانند. در مناطقی که بارندگی زیاد است، پاتوژن های وابسته به رطوبت می توانند رشد کنند. [6]
- تغییرات بالقوه در شیوه های دامپزشکی، از جمله افزایش استفاده از انگل کش ها و سایر درمان های بهداشتی حیوانات، احتمالاً برای حفظ سلامت دام در پاسخ به تغییرات آب و هوایی در آفات، انگل ها و میکروب ها اتخاذ می شود. این میتواند خطر ورود آفتکشها به زنجیره غذایی را افزایش دهد یا منجر به تکامل مقاومت به آفتکشها شود که پیامدهای بعدی آن بر ایمنی، توزیع و مصرف محصولات دام و آبزی پروری خواهد بود. [3]
- افزایش دی اکسید کربن (CO 2 ) ممکن است بهره وری مراتع را افزایش دهد، اما ممکن است کیفیت آنها را نیز کاهش دهد. افزایش CO 2 اتمسفر می تواند بهره وری گیاهانی را که دام ها از آنها تغذیه می کنند افزایش دهد. با این حال، کیفیت برخی از علوفه های موجود در مراتع با افزایش CO2 کاهش می یابد . در نتیجه، گاوها باید بیشتر بخورند تا فواید تغذیهای مشابهی داشته باشند.
اثرات بر شیلات
ماهیگیران آمریکایی هر سال پنج میلیون تن ماهی و صدف صید یا برداشت می کنند. [7] شیلات ایالات متحده سالانه بیش از 1.55 میلیارد دلار به اقتصاد کمک می کند (تا سال 2012). [8] بسیاری از شیلات در حال حاضر با استرس های متعددی از جمله صید بیش از حد و آلودگی آب مواجه هستند. تغییرات آب و هوایی ممکن است این استرس ها را بدتر کند. به طور خاص، تغییرات دما می تواند به اثرات قابل توجهی منجر شود.
این نقشه مراکز سالانه زیست توده برای سه گونه در شمال شرقی ایالات متحده را از سال 1968 تا 2015 نشان می دهد. نقاط از روشن به تاریکی سایه می زنند تا تغییرات را در طول زمان نشان دهند. منبع: US EPA (2016). شاخص های تغییر آب و هوا در ایالات متحده: توزیع گونه های دریایی . منبع داده: NOAA (2016). OceanAdapt .خارج شوید
برای مشاهده نسخه بزرگتر روی تصویر کلیک کنید.محدوده بسیاری از گونه های ماهی و صدف ممکن است تغییر کند. در آبهای شمال شرقی ایالات متحده، چندین گونه مهم اقتصادی از اواخر دهه 1960 به سمت شمال تغییر مکان دادهاند. سه گونه نشان داده شده در [شکل سمت چپ] (خرچنگ آمریکایی، هیک قرمز و ماهی باس سیاه) به طور متوسط 119 مایل به سمت شمال حرکت کرده اند. [9]
- بسیاری از گونههای آبزی میتوانند مناطق سردتر رودخانهها و دریاچهها را پیدا کنند یا در امتداد ساحل یا اقیانوس به سمت شمال حرکت کنند. با این وجود، حرکت به مناطق جدید ممکن است این گونه ها را در رقابت با گونه های دیگر بر سر غذا و منابع دیگر قرار دهد، همانطور که در صفحه تأثیرات اکوسیستم توضیح داده شده است.
- برخی از شیوع بیماری های دریایی با تغییر آب و هوا مرتبط است. دمای بالاتر آب و شوری بیشتر دهانه رود باعث شده است که یک انگل صدف در امتداد سواحل اقیانوس اطلس به سمت شمال گسترش یابد. گرم شدن زمستان در قطب شمال به بیماری های ماهی قزل آلا در دریای برینگ و در نتیجه کاهش ماهی قزل آلا شینوک یوکان کمک می کند، در نهایت، دمای گرمتر باعث شیوع بیماری در مرجان ها، علف مارماهی و آبزیان شده است. [3] ، [10]
- تغییرات دما و فصول می تواند بر زمان تولید مثل و مهاجرت تأثیر بگذارد. بسیاری از مراحل چرخه زندگی یک جانور آبزی توسط دما و تغییر فصل کنترل می شود. برای مثال، در شمال غرب، دمای آب گرمتر ممکن است بر چرخه زندگی ماهی قزل آلا تأثیر بگذارد و احتمال بیماری را افزایش دهد. پیش بینی می شود که این اثرات همراه با سایر اثرات آب و هوایی منجر به کاهش زیادی در جمعیت ماهی قزل آلا شود. [1] ، [11] ، [12]
علاوه بر گرم شدن، اقیانوس های جهان به دلیل افزایش دی اکسید کربن اتمسفر (CO 2 ) به تدریج اسیدی تر می شوند . افزایش اسیدیته میتواند با ضعیف کردن پوسته صدفها که با حذف کلسیم از آب دریا ایجاد میشود، به صدفها آسیب برساند. [10] اسیدی شدن ساختار اکوسیستمهای حساسی را که برخی از ماهیها و صدفها به آن تکیه میکنند، تهدید میکند. [1] ، [13]
این نمودار مسیر تاثیر انتشار دی اکسید کربن در بازار صدف را نشان می دهد. دی اکسید کربن توسط اقیانوس ها جذب می شود و در نتیجه اقیانوس ها اسیدی می شوند. اسیدی شدن باعث کاهش اندازه و فراوانی صدف ها می شود که به نوبه خود منجر به کاهش برداشت و در نهایت تغییر قیمت ها برای مصرف کنندگان می شود. منبع: US EPA (2015). تغییرات آب و هوایی در ایالات متحده: مزایای اقدام جهانی
تاثیرات بین المللی
تغییرات آب و هوایی به احتمال زیاد بر امنیت غذایی در سطح جهانی، منطقه ای و محلی تأثیر می گذارد. تغییرات آب و هوایی می تواند در دسترس بودن غذا را مختل کند، دسترسی به غذا را کاهش دهد و کیفیت غذا را تحت تاثیر قرار دهد. [14] برای مثال، افزایش پیشبینیشده دما، تغییر در الگوی بارش، تغییرات در رویدادهای شدید آب و هوایی و کاهش در دسترس بودن آب، همگی ممکن است منجر به کاهش بهرهوری کشاورزی شوند. افزایش دفعات و شدت رویدادهای شدید آب و هوایی نیز میتواند تحویل غذا را مختل کند و انتظار میرود که افزایش قیمت مواد غذایی پس از حوادث شدید در آینده بیشتر شود. افزایش دما می تواند منجر به فساد و آلودگی شود.
در سطح بینالمللی ، این اثرات تغییرات آب و هوایی بر کشاورزی و عرضه مواد غذایی احتمالاً مشابه آنچه در ایالات متحده دیده میشود، خواهد بود. با این حال، سایر عوامل استرس زا مانند رشد جمعیت ممکن است اثرات تغییرات آب و هوایی بر امنیت غذایی را تشدید کند. در کشورهای در حال توسعه، گزینه های سازگاری مانند تغییر در شیوه های مدیریت محصول یا دامداری، یا بهبود آبیاری محدودتر از ایالات متحده و سایر کشورهای صنعتی است.
هر گونه اختلال مرتبط با آب و هوا در توزیع و حمل و نقل مواد غذایی، در سطح بین المللی یا داخلی، ممکن است تأثیرات قابل توجهی نه تنها بر ایمنی و کیفیت، بلکه بر دسترسی به غذا داشته باشد. به عنوان مثال، سیستم حمل و نقل مواد غذایی در ایالات متحده اغلب حجم زیادی از غلات را با آب جابجا می کند. در مورد یک رویداد آب و هوایی شدید که بر یک آبراه تأثیر می گذارد، مسیرهای جایگزین کمی برای حمل و نقل وجود دارد. دمای بالا و کمبود باران در تابستان 2012 منجر به یکی از شدیدترین خشکسالی های تابستانی شد که کشور شاهد آن بوده است و تأثیرات جدی بر حوضه آبخیز رودخانه می سی سی پی، یک مسیر بزرگ کشتیرانی بین قاره ای برای کشاورزی غرب میانه، گذاشت. این خشکسالی منجر به خسارات غذایی و اقتصادی قابل توجهی به دلیل کاهش تردد بارج، حجم کالاهای حمل شده، و تعداد آمریکایی های شاغل در صنعت یدک کش. خشکسالی سال 2012 بلافاصله با جاری شدن سیل در سراسر می سی سی پی در بهار 2013 همراه شد که همچنین منجر به اختلال در تردد بارج ها و حمل و نقل غذا شد.[3] تغییرات حمل و نقل مانند اینها توانایی کشاورزان را برای صادرات غلات خود به بازارهای بین المللی کاهش می دهد و می تواند بر قیمت جهانی مواد غذایی تأثیر بگذارد.
تأثیرات بر عرضه جهانی غذا ایالات متحده را نگران می کند زیرا کمبود مواد غذایی می تواند باعث بحران های انسانی و نگرانی های امنیت ملی شود. آنها همچنین می توانند قیمت مواد غذایی داخلی را افزایش دهند.
منابع
[1] USGCRP (2014). هاتفیلد، جی.، جی. تاکل، آر. گروتجان، پی. هولدن، آر سی ایزارالد، تی. میدر، ای. مارشال و دی. لیورمن، 2014: چ. 6: کشاورزی. تأثیرات تغییر آب و هوا در ایالات متحده: سومین ارزیابی ملی آب و هوا ، JM Melillo، Terese (TC) Richmond، و GW Yohe، Eds.، US Global Change Research Program، 150-174.
[2] USDA (2016). سرویس تحقیقات اقتصادی، بدون تاریخ. سهم کشاورزی از کل اقتصاد ایالات متحده چقدر است؟
[3] USGCRP (2014). Ziska، L.، A. Crimmins، A. Auclair، S. DeGrasse، JF Garofalo، AS Khan، I. Loladze، AA Pérez de León، A. Showler، J. Thurston، و I. Walls، 2016: Ch. 7: ایمنی مواد غذایی، تغذیه، و توزیع . تأثیرات تغییر آب و هوا بر سلامت انسان در ایالات متحده: یک ارزیابی علمی. برنامه تحقیقاتی تغییر جهانی ایالات متحده، واشنگتن، دی سی، 189-216.
[4] USDA (2015). برآورد عرضه و تقاضای کشاورزی جهانی وزارت کشاورزی آمریکا
[5] USDA (2016). سرویس تحقیقات اقتصادی مسائل مربوط به تولید و بازاریابی حیوانی .
[6] CCSP (2008). اثرات تغییر آب و هوا بر کشاورزی، منابع زمین، منابع آب، و تنوع زیستی در ایالات متحده . گزارشی توسط برنامه علمی تغییر آب و هوای ایالات متحده و کمیته فرعی تحقیقات تغییرات جهانی. بکلاند، پی، آ. جانتوس، دی. شیمل، جی. هتفیلد، کی. بوت، پی. فی، ال. هان، سی. ایزارالد، بیای کیمبال، تی. مادر، جی. مورگان، دی. اورت، دبلیو. پولی، آ. تامسون، دی. ولف، ام. رایان، اس. آرچر، آر. بردسی، سی. دام، ال. هیث، جی. هیک، دی. هالینگر، تی. هاکسمن، جی. اوکین، آر. اورن، J. Randerson، W. Schlesinger، D. Lettenmaier، D. Major، L. Poff، S. Running، L. Hansen، D. Inouye، BP Kelly، L Meyerson، B. Peterson، و R. Shaw. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا.
[7] NOAA (2014). خدمات ملی شیلات دریایی شیلات ایالات متحده، 2014 . NOAA آمار فعلی شیلات شماره 2014.
[8] USDA (2012). سرشماری 2012 کشاورزی: جلد 1، فصل 1: داده های سطح ملی ایالات متحده، جدول 33 . وزارت کشاورزی آمریکا
[9] US EPA (2016). شاخص های تغییر آب و هوا در ایالات متحده: نگاهی دقیق تر: توزیع گونه های دریایی .
[10] USGCRP (2014). Doney, S., AA Rosenberg, M. Alexander, F. Chavez, CD Harvell, G. Hofmann, M. Orbach, and M. Ruckelshaus, 2014: Ch. 24: اقیانوس ها و منابع دریایی. تأثیرات تغییر آب و هوا در ایالات متحده: سومین ارزیابی ملی آب و هوا ، JM Melillo، Terese (TC) Richmond، و GW Yohe، Eds.، US Global Change Research Program، 557-578. doi: 10.7930/J0RF5RZW.
[11] CCSP (2008). بررسی اولیه گزینههای سازگاری برای اکوسیستمها و منابع حساس به آب و هوا . گزارشی توسط برنامه علمی تغییر آب و هوای ایالات متحده و کمیته فرعی تحقیقات تغییرات جهانی. فصل 3. جولیوس، SH، جی ام وست (ویرایشها)، جی اس بارون، بی. گریفیث، لسآنجلس جویس، پی. کاریوا، بیدی کلر، ام.ای. پالمر، سیاچ پترسون، و جی ام اسکات (نویسندگان). آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا.
[12] IPCC (2014). Romero-Lankao، P.، JB Smith، DJ Davidson، NS Diffenbaugh، PL Kinney، P. Kirshen، P. Kovacs و L. Villers Ruiz، 2014: آمریکای شمالی. در: تغییرات آب و هوا 2014: تأثیرات، سازگاری، و آسیب پذیری. بخش ب: جنبه های منطقه ای. مشارکت گروه کاری دوم در پنجمین گزارش ارزیابی پانل بین دولتی در مورد تغییرات آب و هوایی [باروس، VR، CB Field، DJ Dokken، MD Mastrandrea، KJ Mach، TE Bilir، M. Chatterjee، KL Ebi، YO Estrada، RC Genova، B. Girma، ES Kissel، AN Levy، S. MacCracken، PR Mastrandrea و LL White (ویرایشگران)]. انتشارات دانشگاه کمبریج، کمبریج، انگلستان و نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، صفحات 1439-1498.
[13] US EPA (2015). تغییر آب و هوا در ایالات متحده: مزایای اقدام جهانی: صدف .
[14] USDA (2015). براون، می، جی ام آنتل، پی. بک لوند، ای آر کار، وی ایسترلینگ، ام کی والش، سی. آمن، دبلیو. آتاوانیچ، سی بی بارت، ام اف بلمار، وی. جیانگ، اچ. مالتا، تی. ماتا، آ. موری، ام. نگوگی، دی. اوجیما، بی. اونیل، و سی. تبالدی. 2015. تغییرات آب و هوا، امنیت غذایی جهانی، و سیستم غذایی ایالات متحده .

